浅析BIM技术在建筑工程信息管理中的应用

陈思达

【摘要】BIM技术是信息化技术在建筑业的直接应用，其服务于建设项目的设计、建造、运营维护等整个生命周期，为项目各参与方提供了协同工作、交流顺畅的平台，其对于避免失误、提高工程质量、节约成本、缩短工期等具有巨大的优势作用。本文分析了BIM的特点和BIM信息的创建过程，对BIM技术在建筑设计中的应用进行了探索。分析和总结了应用BIM技术进行建筑设计与施工管理的优势。

【关键词】BIM；建筑设计；应用

1、BIM技术的概念及特点

BIM 是“建筑信息模型”（Building Information Model）的简称，是一个包含了建筑项目很多信息的模型。能够有效的辅助建筑工程领域的信息集成、交互及协同工作，是实现建筑生命期管理（BLM）的关键。BIM是一个建筑或设施的物理和功能特性的数字表示。它是一个共享的的关于一个建筑或设施的信息知识库。在建筑或设施的整个周期中，它可用作帮助做出决策的可靠信息基础。BIM技术的主要特点如图1所示。

图1 BIM的主要特点

2、BIM信息的创建过程

BIM 信息的创建贯穿于建设工程的全生命期，是对建筑生命期工程数据的积累、扩展、集成和应用过程，是为建筑生命期信息管理而服务的，建筑工程项目的实施过程具有高度复杂、规模庞大的特点，涉及业主、咨询、设计、施工、运营等众多参与方，所产生的 BIM 数据结构复杂、格式各异，不同阶段对于数据的应用需求也不尽相同。因此，在建筑生命期创建BIM信息，从项目规划到设计、施工、运营不同阶段，建立相应的子模型数据。各子信息模型能够自动演化，可以通过对上一阶段模型数据的提取、扩展和集成，形成本阶段信息模型，随着工程进展最终形成面向建筑生命期的完整信息模型。如图2所示。

图2 BIM 的构建过程

3、基于BIM的工程信息管理

BIM可以支持建筑生命期的信息管理，使信息能够得到有效的组织和追踪，保证信息从一阶段传递到另一阶段不会发生信息流失，减少信息歧义和不一致。要实现这一目标，需要建立一个面向建筑生命期的 BIM 信息集成平台及其 BIM 数据的保存、跟踪和扩充机制，

对项目各阶段相关的工程信息进行有机的集成。从项目策划到设计、施工、使用不同阶段，针对不同的应用建立相应的子信息模型。BIM 的集成框架包括数据层、模型层、网络层和应用层，如图3 所示。

图3 BIM 的基本架构

数据层是面向建筑生命期的工程数据总体上可以分为由结构化的 BIM 数据和非结构化的文档数据组成。对于结构化的 BIM 数据利用数据库存储和管理。为了应付企业级系统庞大的数据量、很高的性能要求，底层数据库通常需要选用 Oracle、SQL Sever、Sybase 等大型数据库。由于IFC的信息描述是基于对象模型的，而关系型数据库则建立在关系模型之上，用二维表的数据结构记录和存储数据。本研究通过建立 IFC 对象数据模型与关系型数据模式的映射关系，实现从对象模型到关系型数据表格之间的转换，从而进行 BIM 数据的存储和管理。对于非结构化的文档数据采用文件元数据库及文件库，通过在 IFC 模型和文档之间建立关联实现存储。

数据模型层通过 BIM 信息集成平台，实现 IFC 模型数据的读取、保存、提取、集成、验证，针对建筑生命期不同阶段和应用，生成相应的子信息模型。这些子信息模型可以是面向阶段层面的策划子信息模型、设计子信息模型、施工子信息模型以及运营子信息模型等，也可以是针对某个应用主题的子信息模型，如建筑成本信息模型、施工安全信息模型、物业管理信息模型。 另外，模型层提供了一些底层操作的模块，封装了基本数据访问、子模型操作功能的一组应用程序组成，是能够完成一定功能的功能模块。如工程数据库管理模块，就是由数据库创建、维护、备份等工具组成的用于管理工程数据库的模块。

网络通信层基于网络及通信协议搭建，实现局域网和广域网的数据访问和交互支持，支持项目各参与方分布式的工作模式。

应用程序层由来自建设不同阶段的应用软件组成，这些软件包括规划设计软件、建筑设计软件、结构设计软件、施工管理软件、物业管理软件等。 在该 BIM 基本架构中，BIM 的建立实际上是对建筑生命期工程数据的积累、扩展、集成和应用过程。分阶段或面向应用创建子信息模型，为BIM 的实现提供了可行的途径，BIM 信息集成平台和 BIM 数据库及其相应的数据保存、跟踪和扩充机制，有效解决了 BIM 数据的存储和分布异构数据的一致、协调和共享问题。在基于此架构的 BIM 专业应用软件的开发及应用中应注重体现以建筑工程生命期为视角的大系统思想，充分考虑和重用已有工程数据，从而实现随着工程的进展工程数据的不断演化。

结束语

基于BIM软件设计过程中的每个阶段，BIM 软件创建的虚拟建筑模型中包含的信息量也不相同。这由设计师决定在设计的哪个阶段加入哪些信息。在开始的初步设计阶段，建筑构件只是描述其基本功能以及基本的几何形状。在建筑平面设计中，对象只用于限定空间、围合、洞口等。接下来的设计阶段，随着设计的深入，就可以加入越来越多的细节。在设计过程中，本着功能合理，流线便捷，建筑造型既具有建筑的特色，又有自身的鲜明个性的设计原则。

参考文献：

[1] 李建成.数字化建筑设计概论[M].北京：中国建筑工业出版社，2012

[2] 何关培等.第二维度项目不同參与方的应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2011

[3] 张建平. BIM技术的应用与研宄[J].施工技术，2011，2：15-18